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物理 高校生

3)おもりにかかる力は向心力のみなんですか? F=sinθなのがよくわからないです。 遠心力や張力は考慮しないんですか?

216 Chapter 8 円運動 問8-4 問8-4 角速度で回転する円板に、 支柱を取りつける。 質量mのおもりに糸をつけ、支 君の原点に結びつけたところ順交性と来は角度をなして停止した。おもり の中心の距離をとし、以下の問いに答えよただし重力加速度の大きさをまと (1)糸の張力の大きさを,m, g, eを使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し、物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立てよ。 (3) おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて、遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから、しっかり理解してくださいね。 解きかた (1) m.g.8で表すので、鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくと、おもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos0=mg w → 鉛直方向の力のつり合いを考えて Scos=mg mg S= cos mg S= cos o (2) (3) 8-4 心か 円板が m 回るんだね S Scos 0 0: Img 80 (2) 「遠心力を考慮し」とあるので、おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので 回転の中心に向かって加速度 a=rw2で運動しているということです。 観測者からするとおもりには慣性力ma=mrw2が回転の外向きにはた らいて見えます。 また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssin0=mrw2 sine (1)の結果より Ssin0=mg =mgtane cose よってmgtan0=mrw2 おもりにはたらく向心力はSsin で,角速度 4. 半径rの円運動をするので Ssing=mrw² mgtan0=mrw² 舎 ... (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して、理解を深めておきましょう。 遠心力(=ma Ssin 0 Omro S sin mrw a=rw2 おもりは回転の中心に向心力 同心カ おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw2 の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより Ssin=mrw² mg cos B mg tan 0=mrw² どちらも結果の式は 同じだが、考えかたが 違うんじゃ Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin0=mrw wwww www F ma 2 mgtan6=mrw2 ここまでやったら 別冊 P. 40~

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数学 高校生

この時の答えとしてx=2の時〜ではなくx=2、y=4のようにyを入れるのはなぜですか?

13章 3- 20 「変数を1つにする ~3つのヒントのとき~ 簡単な問題と思ったら, 実は落とし穴が... 文字のおき換えのルールを学ぼう! 例題 3-33 定期テスト 出題度 000 共通テスト 出題度 200x+y=が成り立つとする。エリの最大値と、そ のときのxの値を求めよ。 ryの最大値を求めるのだが, 変化する数 (変数) がx,yと2つもあり 大変なので1つに減らそう。 ヒントでは2x+y=8となっている。つまり、 y=-2x+8ということだね。 これをxy に代入すればいい。 N x≧... ① yo ...... ② 2x+y=8 ③より ③ y=-2x+8③、 ryに ③'を代入すると xy=x(-2x+8) =-2x2+8x =-2x2-4x} =-2{(x-2)2-4} =-2(x-2)²+8 一応、きちんとグラフをかいてみると,次のページのようになる。 今回、変化する数” がェで, "その影響 で変わる数がxyだよね。 つまり、横軸 がで、縦軸がエリになる。大丈夫かな? 求めるものが縦軸?」 「最大を求 うん。実際にはきちんとしたグラフをか く必要はなく、右下のような感じでいいよ。 さて、ここでもう1つやることがあるんだ。 3つのヒントのとき〜 271 xy E (2,8) 「x=2のとき、y=8が最大値で終わりじゃないん ですか?」 き換えたね。計算のルールとして, おき換えをしたら残る文 今回, y=-2x+8 を代入した。 つまり,yを-2x+8にお 字の範囲を出す。 これは, すごく大事なことだよ。 今回は が残るのでxの範囲を求める。 ①より ②と③より y=-2x+8≧0 よってx4 ゆえに x4 「へー……………こんなの思いつくかな……。」 x=2 思いつくのは難しいよね。 このように3つのヒントから範囲を求める問題は, かなりよく出るから暗記しておこう! x = 0 x=4 さて、さっきのグラフと重ね合わせると、答えは, x=2のとき,xyの最大値は8" となる。 ③'に代入 すると、x=2のときy=4になるとわかるよね。 x=2,y=4のとき, xyの最大値8 答え 例題 3-33 x=2

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